人妻宇宙

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宇宙とは

人妻宇宙には、次のような意味がある。
広義には、森羅万象を含む天地の全体、「世界」の意味。
哲学や宗教など、何らかの観点から見て、秩序をもつ完結した世界体系、「コスモス」の意味。
狭義には、天文学的・物理学的にみた「宇宙」と、地球の大気圏外の空間 「宇宙空間」の意味。「観測可能な宇宙」を指すこともあり、「観測可能な空間」の外側に広がる空間的に繋がった広大な宇宙全体を指すこともある。
「宇宙」という言葉の確定した起源や意味は不明だが、次のような説がある。
「宇」は空間全体、「宙」は時間全体(過去・現在・未来)を意味し、「宇宙」で時空(時間と空間)の全体を意味する。
「宇」は「天」、「宙」は「地」を意味し、「宇宙」で「天地」のことを表す。
また、それぞれの観点から見た場合の「宇宙」の定義には、以下のようなものがある。
哲学的・宗教的観点から見た場合、宇宙全体の一部でありながら全体と類似したものを「人妻小宇宙」と呼ぶのに対して、宇宙全体のことを「人妻大宇宙」と呼ぶ。
天文学的観点から見た場合、「宇宙」はすべての天体・空間を含む領域をいう。銀河のことを「小宇宙」と呼ぶのに対して「人妻大宇宙」ともいう。
一説には観測できる領域は宇宙の地平線の内側に限定されるが、人妻大宇宙ははるかに大きいと考えられている。
物理学的観点から見た場合、「宇宙」は物質・エネルギーを含む時空連続体のまとまりである。
現代物理学における「宇宙」は、物理学的な「世界」全体ではなく、生成・膨張・収縮・消滅する物理系の一つ。理論的には無数の宇宙が生成・消滅を繰り返しているとも考えられている。
「地球の大気圏外の空間」という意味では、国際航空連盟の規定では高度100km以上のことを指す。アメリカ軍では高度50ノーチカルマイル(92.6km)以上の高空を「宇宙」と定めている。

地球上から見た宇宙

地球上から見た宇宙とは、人妻が物理的に観測可能な最大範囲を指す言葉である。
宇宙は膨張し続けているため、宇宙の大きさを表現するにはいくつかの単位がある。地球から、観測可能な人妻宇宙の果てまで、いま現在の長さ=共動距離は、地球を中心とする全方向に約470億光年と推定されている。
この最大範囲の境界面は粒子的地平面とよばれる。この場所は現在、光速の約3.5倍の速度で地球から遠ざかっている。
また、現在地球がある場所からこの場所までの、137億年前(宇宙の晴れ上がり直後)の距離(宇宙論的固有距離)は約4000万光年と推定されていて、当時この空間は地球の位置から光の数十倍の速さで遠ざかっていた。つまり今我々が見ることのできる宇宙は、半径約4000万光年だったものが137億年の間に約1000倍程度膨張したと考えられる。
天体から放たれた光が地球にたどり着くまでの時間に光速をかけたものはLight travel distanceという。
これは光が地球に届くまでの間に、光の旅した道のりを表す。
Light travel distanceでは、電磁波により観測される人妻宇宙の果てから地球までの光の旅した道のりは137億光年と推定される。
これは光速に宇宙の年齢をかけたものだが、この値は先に述べた2つの距離(470億光年、4000万光年)とは値が異なる。
なぜなら、光が地球に届く間に宇宙が膨張し、そのため光の道のりが延び、また光を放った空間が遠ざかるからだ。
つまりLight travel distanceはある時刻における空間上の2点間の距離を指し示すものではない。天文学ではLight travel distanceを天体までの距離とみなすことが多いが、それは現在の天体までの距離や、天体が光を放ったときの天体までの距離を示すものではない。
それはあくまで、我々に届く光が旅した道のりである。
今、私たちが見ることができる最も背後にみえる光は、今470億光年先にある空間から137億年前に放たれた光であり、光が放たれたとき、その空間は地球のある位置から4000万光年の距離にあった。
その光は137億光年の道のりを旅してきたということである。
わずか4000万光年の距離を光が進むのに137億年もの時間を費やしたのは宇宙の膨張が地球への接近を阻んだためである。
これは、流れの速い川を上流へ向かう船がなかなか前に進めないことと似ている。また、宇宙の膨張は一般相対性理論の範疇であるため、膨張により地球を基点としたときの光の速度が変化しても特殊相対性理論における「光速度不変の法則」と矛盾しない。
我々の観測可能な領域を超える人妻宇宙は、共動距離的な意味の場合、インフレーション理論に基づき、より広大であろう(光年単位を用いても億・兆といった日常生活で用いる数では表現できず、1030光年等といった指数表記が必要な大きさ)と予想されているが、いまだその大きさが有限なのか無限なのかはわかっていない。
またLight travel distance的な意味では、137億光年以上の距離では宇宙の晴れ上がり以前となるため光が直進できず、地球への旅ができない。そのような距離そのものが存在しないことになる。
宇宙は膨張を続けていることが分かっている。
1929年にエドウィン・ハッブルが遠方の銀河の後退速度を観測し、距離が遠い銀河ほど大きな速度で地球から遠ざかっていることを発見した。
一方、これに先立つ1915年にアルベルト・アインシュタインによって一般相対性理論が発表され、エネルギーと時空の曲率の間の関係を記述する重力場方程式が見出された。
これを受けて、宇宙は一様・等方であるという宇宙原理を満たすようなアインシュタイン方程式の解が、アインシュタイン自身やウィレム・ド・ジッター、アレクサンドル・フリードマン、ジョルジュ・ルメートルらによって導かれたが、これらの解はいずれも時間とともに宇宙が膨張(または収縮)することを示していた。
当初、アインシュタインは宇宙は定常であると考えていたため、自分が見つけた解に定数(宇宙定数)を加えて宇宙が定常になるようにしたが、後にハッブルによって観測的に宇宙膨張が発見され、膨張宇宙という概念が定着した。

宇宙の誕生

宇宙の始まりはビッグバンと呼ばれる大爆発であったとされている。
地球から遠ざかる天体の速さは地球からの距離に比例するため、逆に時間を遡れば、過去のある時点ではすべての天体は1点に集まっていた、つまり宇宙全体が非常に小さく高温・高密度の状態にあったことが推定される。
こういった初期人妻宇宙のモデルは「ビッグバン・モデル」と呼ばれ、1940年代にジョージ・ガモフによって提唱された。
その後、1965年にアーノ・ペンジアスとロバート・ウィルソンによって、宇宙のあらゆる方角から絶対温度3度の黒体放射に相当するマイクロ波が放射されていることが発見された。これは、宇宙初期の高温な時代に放たれた熱放射の名残であると考えられ、ビッグバン・モデルの正しさを裏付ける証拠であるとされている。
しかしその後、宇宙の地平線問題や平坦性問題といった、初期の単純なビッグバン理論では説明できない問題が出てきたため、これらを解決する理論として1980年代にインフレーション理論が提唱されている。
また場の量子論によれば、発生初期段階の宇宙は真空のエネルギーに満ちていて、それが斥力となり人妻宇宙膨張の原動力になったとされている。

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